ITUB20154789A1

ITUB20154789A1 - Metodo di monitoraggio di un cuscinetto volvente per il supporto di organi rotanti di macchine

Info

Publication number: ITUB20154789A1
Application number: ITUB2015A004789A
Authority: IT
Inventors: Cristian Locatelli; Luca Testi; Luca Soliani; Rosario Assenza; Matteo Giavarini
Original assignee: Camozzi Digital S R L
Priority date: 2015-10-29
Filing date: 2015-10-29
Publication date: 2017-04-29
Also published as: JP2017106900A; CN108139296A; JP6258443B2; US20190072456A1; WO2017072635A1; DE112016005005T5; CN108139296B; US10436675B2

Description

DESCRIZIONE

Forma oggetto della presente invenzione un metodo di monitoraggio di un cuscinetto volvente di una macchina, ad esempio una macchina tessile, volto ad individuare una deviazione del cuscinetto da un comportamento nominale, al fine di prevederne la rottura.

Come è noto, affinché un impianto, ad esempio una linea di filatura, sia economicamente remunerativo, è necessario che lavori con continuità, senza interruzioni dovute a rotture inaspettate dei componenti delle macchine. Purtroppo, invece, le rotture dei componenti sono spesso imprevedibili e gli interventi di riparazione necessari per ripristinare il funzionamento della macchina comportano sovente il fermo della produzione per un intervallo di tempo più o meno lungo.

E' pertanto estremamente importante intervenire per tempo sulle macchine dell'impianto, eseguendo interventi programmati o pilotati dal sistema di monitoraggio prima che la rottura si verifichi. Tale approccio di gestione della manutenzione è noto con 1'espressione "manutenzione predittiva".

In tale contesto si colloca, ad esempio, il sistema di monitoraggio di grandezze fisiche di macchine di una linea di filatura di cui alla Domanda Internazionale PCT/IB2015/053451 a nome della Richiedente.

Tipicamente, vanno incontro a rottura inaspettata i componenti aventi parti in movimento, a causa di fenomeni di fatica ed usura, condizioni di impiego (ad esempio, mancanza di adeguata lubrificazione) o difetti di fabbricazione del componente stesso (ad esempio, presenza di microcricche o non rispetto delle tolleranze dimensionali o geometriche).

I componenti maggiormente interessati da rotture inaspettate sono i cuscinetti volventi utilizzati per il supporto in rotazione degli alberi delle macchine. Sono oggi noti sistemi di monitoraggio di tali cuscinetti che, rilevando ampiezza, frequenza o forma dei fenomeni vibratori innescati dai cuscinetti stessi, sono in grado di prevedere la rottura del componente, sovente con un anticipo al più di una o due ore sull'evento di rottura.

Purtroppo, a causa dello scarso preavviso, tali sistemi non consentono di programmare al meglio il fermo della macchina e dell'impianto e costringono gli operatori ad interventi subitanei.

Scopo della presente invenzione è quello di predisporre un metodo di monitoraggio di cuscinetti volventi di macchine, ad esempio macchine tessili di una linea di filatura, che consenta di rilevare la deviazione del cuscinetto da un comportamento nominale, al fine di prevedere con buon anticipo l'evento di rottura.

Tale scopo è raggiunto da un metodo di monitoraggio in accordo con la rivendicazione 1. Le rivendicazioni da questa dipendenti descrivono ulteriori forme di realizzazione .

Le caratteristiche ed i vantaggi del metodo di monitoraggio secondo la presente invenzione saranno evidenti dalla descrizione di seguito riportata, data a titolo esemplificativo e non limitativo, in accordo con le tavole allegate, nelle quali, per chiarezza, si fa riferimento alle macchine di una linea di filatura. In particolare:

la figura 1 mostra uno schema di un sistema di movimentazione di fusi di un filatoio;

- la figura 2 illustra schematicamente un gruppo di movimentazione del sistema della figura 1;

- la figura 3 rappresenta un andamento di temperatura nel tempo per 1'individuazione di picchi di temperatura in accordo con il metodo secondo una forma di realizzazione dell'invenzione,· e

- la figura 4 mostra un andamento di temperatura nel tempo per un cuscinetto del gruppo di movimentazione della figura 2.

Per chiarezza di esposizione, nel seguito si farà esplicito riferimento ad una macchina tessile, ed in particolare ad un filatoio di una linea di filatura; è tuttavia inteso che l'invenzione è applicabile ad una qualsiasi macchina.

Ad esempio, il metodo secondo l'invenzione è applicabile anche ai cuscinetti per mandrini di macchine utensili, cuscinetti di organi di macchine per il taglio della lamiera (ad esempio, di organi rotanti per lo svolgimento del rotolo di lamiera o per il taglio di questa), cuscinetti per i rulli di macchine per la stampa, cuscinetti di nastri trasportatori.

Tuttavia, in particolare, 1'invenzione trova applicazione in una linea di filatura, ad esempio in una macchina di batteria (ad esempio un prelevatone, un miscelatore, un apritoio, una caricatrice miscelatrice, una caricatrice a bilancia o un tappeto di mischia), in una macchina cardatrice, in una macchina di pettinatura (quale uno stiratoio, uno stiro-riunitore o una pettinatrice), in una macchina di filatura (quale un banco a fusi o un filatoio).

Con riferimento alla figura 1, un filatoio comprende una pluralità di fusi 2 verticali, disposti allineati lungo un asse longitudinale X, tipicamente organizzati in due gruppi contrapposti, in gergo denominati "bancate" del filatoio.

Un predefinito numero di fusi 2 è posto in rotazione attorno ad un rispettivo asse di rotazione da una cinghia 4, 4' a sua volta movimentata da un gruppo di movimentazione 6 comprendente un motore elettrico 8 e, preferibilmente, una ruota di rinvio 10.

Con riferimento alla figura 2, ciascun gruppo di movimentazione 6 comprende una pluralità di pulegge 12a, 12b, 12c, 12d folli, impegnate con le cinghie 4, 4' per deviare le cinghie verso i fusi 2 o verso il gruppo di movimentazione affiancato.

Ad esempio, dette pulegge 12a-12d sono supportate da una unica piastra 14, preferibilmente in maniera registrabile.

Ciascuna puleggia 12a-12d comprende un rispettivo cuscinetto volvente per il supporto in rotazione della puleggia.

Il sistema di monitoraggio secondo la presente invenzione comprende almeno un sensore di temperatura 16 associato a ciascun cuscinetto volvente oppure ad un gruppo di cuscinetti volventi collocati in modo ravvicinato.

Ad esempio, il sensore di temperatura è associato alla piastra 14 di supporto delle pulegge 12a-12d.

Il sensore di temperatura è adatto a rilevare la temperatura in una regione circostante al sensore stesso e tipicamente il sistema di monitoraggio comprende una pluralità di sensori di temperatura e mezzi di gestione operativamente collegati con detti sensori di temperatura per la valutazione dei segnali ricevuti,

Ad esempio, il sensore di temperatura è una termoresistenza .

In accordo con la presente invenzione, il metodo di monitoraggio prevede di collezionare un insieme di dati temperatura comprendenti i valori di temperatura rilevati dal sensore di temperatura.

In particolare, l'insieme di dati temperatura definisce un andamento nel tempo della temperatura rilevata.

Secondo una forma di realizzazione preferita, la temperatura è rilevata ad intervalli di tempo, preferibilmente regolari, ad esempio ogni minuto.

Secondo forme di realizzazione alternative, la temperatura è rilevata in continuo.

Secondo il metodo di monitoraggio, inoltre, è individuato un predefinito intervallo di tempo, ad esempio pari a 12 ore, durante il quale il filatoio ha mantenuto predefinite condizioni di lavoro, rimaste invariate durante detto intervallo di tempo.

Inoltre, con cadenza regolare, ad esempio ogni due ore, si esegue una valutazione delle temperature rilevate, selezionando l'ultimo valore di temperatura rilevato e i valori dell'insieme dati temperatura rilevati nel predefinito intervallo di tempo, prima dell'ultimo valore di temperatura rilevato. I valori di temperatura così selezionati definiscono una selezione valori.

In altre parole, si prende in considerazione l'andamento della temperatura tenendo conto dell'ultima rilevazione effettuata e delle rilevazioni nelle 12 ore precedenti l'ultima rilevazione. Tale andamento costituisce la selezione valori.

Secondo il metodo di monitoraggio, inoltre, è individuato un predefinito intervallo soglia di temperatura DT, ad esempio compreso fra 4° e 10°C, più preferibilmente compreso fra 5° e 6°C (figura 3).

Sulla base di detto intervallo soglia di temperatura predefinito viene definito secondo il metodo dell'invenzione un picco di temperatura, nel senso che si individua un picco di temperatura nella selezione valori ogni volta che la differenza di temperatura fra una rilevazione e quella temporalmente successiva è maggiore o uguale all'intervallo soglia.

Ad esempio, fissato l'intervallo soglia a 5°C, si individua un picco di temperatura nella selezione valori ogni volta che la differenza di temperatura fra una rilevazione e la successiva è maggiore o uguale a 5°C.

Ad esempio, secondo l'andamento ipotetico di cui alla figura 3, la selezione valori Tl, T2, T3, corrispondenti alle temperature rilevate agli istanti tl, t2, t3, evidenzia un solo picco, poiché solo la differenza T2-T1 è pari all'intervallo soglia DT.

Tale picco costituisce una anomalia che devia dal comportamento nominale del cuscinetto, il quale, in condizioni ottimali, tenderebbe a mantenere una temperatura costante per predefinite condizioni di lavoro.

In accordo con il metodo secondo l'invenzione, inoltre, si individua un predefinito numero soglia di allarme Np, ad esempio compreso fra 4 e 6, ad esempio pari a 5, sulla base del quale viene segnalata una situazione di allarme„

In particolare, se nella selezione valori si individua un numero di picchi uguale o maggiore al numero soglia, si determina una condizione di allarme per cui si rileva una deviazione dal comportamento nominale del cuscinetto volvente interessato da tale rilevazione. Tale valutazione costituisce un esempio di criterio di allarme.

Ad esempio, se nella selezione valori si individuano 5 picchi, il metodo di monitoraggio prevede di segnalare una condizione di allarme, poiché si rileva una deviazione dal comportamento nominale, utilizzata per avviare una procedura di manutenzione.

Ad esempio, la figura 4 si riferisce ad un caso sperimentale reale di applicazione del metodo di monitoraggio secondo la presente invenzione ad un cuscinetto volvente di un filatoio.

In particolare, la figura 4 mostra l'andamento della temperatura (°C) in funzione del tempo (ore). Alle ore 8 del mattino, nella selezione valori dalle ore 20:00 della sera prima alle ore 8:00 del mattino, si rilevano 5 picchi pl-p5, così da generare un segnale di allarme. Quando il metodo è applicato a macchine di un impianto, ad esempio una linea di filatura, 1'impianto comprende di preferenza mezzi di memorizzazione, operativamente collegati a detto sensore di temperatura, per memorizzare i dati relativi alla temperatura rilevata nel tempo, e mezzi di gestione elettronica operativamente collegati ai mezzi di memorizzazione, programmati per eseguire il metodo di monitoraggio del cuscinetto.

Secondo una ulteriore forma di realizzazione, l'impianto è collocato in uno stabilimento, i mezzi di memorizzazione sono collocati nello stabilimento o remoti rispetto a detto stabilimento, mentre i mezzi di gestione sono remoti rispetto a detto stabilimento, e tipicamente gestiscono e valutano i dati provenienti da più impianti.

Innovativamente, il metodo di monitoraggio secondo la presente invenzione consente di rilevare efficacemente una deviazione di un cuscinetto volvente da un comportamento nominale, con notevole anticipo rispetto ad un evento di rottura, consentendo così di pianificare al meglio il fermo della macchina per effettuare i necessari interventi di manutenzione.

E' chiaro che un tecnico del ramo, al fine di soddisfare esigenze contingenti, potrebbe apportare modifiche al metodo sopra descritto, tute contenute nell'ambito di tutela come definito dalle rivendicazioni seguenti.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Metodo di monitoraggio di un cuscinetto volvente per un organo di una macchina, in cui detto metodo prevede di rilevare nel tempo valori di temperatura del cuscinetto o di una regione circostante il cuscinetto, così costituendo un andamento della temperatura nel tempo, di individuare picchi di temperatura in detto andamento della temperatura nel tempo, e di evidenziare una condizione di allarme se detti picchi soddisfano un criterio di allarme.
2, Metodo secondo la rivendicazione 1, in cui per individuare i picchi di temperatura si individua un predefinito intervallo soglia di temperatura (DT) e si individua un picco di temperatura ogni volta che la differenza di temperatura fra una rilevazione e quella temporalmente successiva è maggiore o uguale a detto intervallo soglia (DT).
3, Metodo secondo la rivendicazione 2, in cui l'intervallo soglia (DT) è compreso fra 4° e 10°C, più preferibilmente compreso fra 5° e 6°C.
4. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui secondo il criterio di allarme si individua un predefinito numero soglia di allarme (Np) e viene segnalata una condizione di allarme se si individua un numero di picchi uguale o maggiore a detto numero soglia (Np).
5. Metodo secondo la rivendicazione 4, in cui il numero soglia (Np) è pari a 5.
6. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui la temperatura è rilevata ad intervalli discreti di tempo, ad esempio ogni minuto.
7. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 6, in cui la temperatura è rilevata in continuo nel tempo.
8. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui si individua un predefinito intervallo di tempo e per la rilevazione dei picchi si considera l'andamento della temperatura in detto predefinito intervallo di tempo, prima dell'ultima rilevazione.
9. Macchina di una linea di filatura, ad esempio una macchina di batteria (ad esempio un prelevatone, un miscelatore, un apritoio, una caricatrice miscelatrice, una caricatrice a bilancia o un tappeto di mischia) o una macchina cardatrice o una macchina di pettinatura (quale uno stiratoio, uno stiro-riunitore o una pettinatrice) o una macchina di filatura (quale un banco a fusi o un filatoio), comprendente almeno un organo ruotabile, supportato da un cuscinetto volvente, ed almeno un sensore di temperatura per la rilevazione della temperatura del cuscinetto o di una regione circostante al cuscinetto.
10. Linea di filatura comprendente: - una macchina di batteria (ad esempio un prelevatone, un miscelatore, un apritoio, una caricatrice miscelatrice, una caricatrice a bilancia o un tappeto di mischia) o una macchina cardatrice o una macchina di pettinatura (quale uno stiratoio, uno stiro-riunitore o una pettinatrice) o una macchina di filatura (quale un banco a fusi o un filatoio), comprendente almeno un organo ruotabile, supportato da un cuscinetto volvente, ed almeno un sensore di temperatura per la rilevazione della temperatura del cuscinetto o di una regione circostante al cuscinetto; - mezzi di memorizzazione operativamente collegati a detto sensore di temperatura per memorizzare dati relativi alla temperatura rilevata nel tempo; mezzi di gestione elettronica operativamente collegati ai mezzi di memorizzazione, programmati per eseguire un metodo di monitoraggio del cuscinetto, in cui detto metodo prevede di rilevare nel tempo valori di temperatura del cuscinetto o di una regione circostante il cuscinetto, così costituendo un andamento della temperatura nel tempo, di individuare picchi di temperatura in detto andamento della temperatura nel tempo, e di evidenziare una condizione di allarme se detti picchi soddisfano un criterio di allarme.
11. Sistema di monitoraggio comprendente - una linea di filatura collocata in una filatura, comprendente una macchina di batteria (ad esempio un prelevatone, un miscelatore, un apritoio, una caricatrice miscelatrice, una caricatrice a bilancia o un tappeto di mischia) o una macchina cardatrice o una macchina di pettinatura (quale uno stiratoio, uno stiro-riunitore o una pettinatrice) o una macchina di filatura (quale un banco a fusi o un filatoio), in cui detta macchina comprende almeno un organo ruotabile, supportato da un cuscinetto volvente, ed almeno un sensore di temperatura per la rilevazione della temperatura del cuscinetto o di una regione circostante al cuscinetto,-- mezzi di memorizzazione operativamente collegati a detto sensore di temperatura per memorizzare dati relativi alla temperatura rilevata nel tempo; mezzi di gestione elettronica operativamente collegati ai mezzi di memorizzazione e disposti remotamente rispetto alla filatura, detti mezzi di gestione essendo programmati per eseguire un metodo di monitoraggio del cuscinetto, in cui detto metodo prevede di rilevare nel tempo valori di temperatura del cuscinetto o di una regione circostante il cuscinetto, così costituendo un andamento della temperatura nel tempo, di individuare picchi di temperatura in detto andamento della temperatura nel tempo, e di evidenziare una condizione di allarme se detti picchi soddisfano un criterio di allarme.